Llevo un tiempo buscado una excusa perfecta para armar un avión rc autónomo, aún sin decidirme por un Ala, Glider o VTOL (reconózco que este último es la idea más atractiva), hasta que me solicitaron construir un drone para mapeo, con toda la complejidad que esto implica y buscando que sea lo más económico posible.

Los requisitos mínimos que debe cumplir el drone:

  • Ser completamente autónomo, esto incluye despegar, aterrizar, filmar o tomar fotografías por sí solo.
  • Ser lo más económico posible, si nos ponemos a buscar precios de drones preparados para hacer mapeo y que estén listos para volar nos quedaremos con la boca abierta, así que es una solicitud comprensiva.
  • Que pueda tomar fotografías o videos decentes a media-corta distancia. Decentes = Que se puedan analizar.

Por esas razones me he decidido a construir uno que pueda llegar a ser económico y sirva para varios objetivos, diferentes tipos de cámaras y distancias. La idea es lograr crear un drone multipropósito, lo suficientemente compacto para que sea fácilmente transportable, pero que pueda llevar algo de peso, y a la vez que logre una autonomía considerable. Estas son las primeras líneas que describen la idea, ni siquiera el proyecto aún, pero el(los) objetivo(s) han sido fijados.

El diseño

Si bien no hay un diseño ideal para los drones de mapeo, hay una cierta tendencia a utilizar “alas fijas” para drones autónomos, aunque en el mercado se encuentran varios modelos. Normalmente la estructura del avión para estos modelos pequeños está realizada en Foam o EPP (polipropileno expandido o telgopor, tiene muchos nombres dependiendo de dónde te encuentres). Este material le da la resistencia suficiente a la estructura y un buen peso para este tipo de aplicaciones, esto normalmente combinado con varillas de fibra de carbono (ideal), madera o aluminio para evitar flexibilidad en las alas.

Un Ala fija tiene una ventaja principal respecto a otros tipos o modelos de aviones, su estructura más simple, por lo que es más atractiva a la hora de diseñar/construir.

Desde el punto de vista del diseño, teniendo en cuenta que voy a trabajar con los mismos materiales, debería definir algunas cosas:

  • ¿Qué componentes deberá poder llevar? En el espacio central dedicado a ello:
    • Batería, de tamaño intermedio. Por ej, una LiPo 3S de 5200mAh.
    • Controlador de vuelo,
    • ESC (alojado dentro)
    • Espacio para cámara/s, tanto para FPV y filmación frontal, como para una cámara de posición vertical (mappeo). Esta última posiblemente con un sistema de amortiguación o gimbal.
  • ¿Qué tamaño mínimo de ala es necesario para el peso total de los componentes?
  • ¿Qué potencia/empuje es necesario para lograr un vuelo estable?

Perfil del ala

Hay varias posibilidades a la hora de fabricar el ala en sí, una es comprar el material del alto, ancho y largo del ala (entiéndase, cada una de las alas a los lados) , y cortar el perfil (la forma) del ala. Normalmente ésta es la mejor opción ya que genera un cuerpo íntegro, la cuestión es que para ello normalmente se utiliza una resistencia caliente para realizar el corte (derritiendo el foam). Por lo que para ello es necesario contar con una fuente (de energía) y la resistencia correspondiente.

Otra opción es realizar los perfiles, o secciones del ala, y plegar el foam alrededor, una lámina no muy gruesa de telgopor sirve para este propósito. Y el perfil puedes encontrarlo en Internet o diseñarlo, dependiendo del tipo de vuelo que desees, en este caso buscamos un perfil que tenga buena sustentabilidad (o lift), no busco que sea rápida, todo lo contrario si pensamos en un drone de mapeo.

Con esto en mente diseñe un perfil que para imprimir en 3D, estos también se suelen hacer en madera balsa:

Si bien aún no me decido por hacer el armado con la estructura o usando un cortador, lo primero es hacer unas pruebas para ver la resistencia de la estructura impresa en 3D.

En fin, la idea de esta publicación era introducir un poco al proyecto y al objetivo, si bien ya hablé un poco acerca de los materiales aún queda mucha tela que cortar y de lo que seguiremos hablando más adelante.

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